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TypeScript 泛型

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TypeScript泛型介绍

软件工程中，我们不仅要创建一致的定义良好的API，同时也要考虑可重用性。组件不仅能够支持当前的数据类型，同时也能支持未来的数据类型，这在创建大型系统时为你提供了十分灵活的功能。

在像C#和Java这样的语言中，可以使用泛型来创建可重用的组件，一个组件可以支持多种类型的数据。这样用户就可以以自己的数据类型来使用组件。

泛型之Hello World

下面来创建第一个使用泛型的例子：identity函数。这个函数会返回任何传入它的值。你可以把这个函数当成是echo命令。

不用泛型的话，这个函数可能是下面这样：

function identity(arg: number): number {
    return arg;
}

或者，我们使用any类型来定义函数：

function identity(arg: any): any {
    return arg;
}

虽然使用any类型后这个函数已经能接收任何类型的arg参数，但是却丢失了一些信息：传入的类型与返回的类型应该是相同的。如果我们传入一个数字，我们只知道任何类型的值都有可能被返回。

因此，我们需要一种方法使返回值的类型与传入参数的类型是相同的。这里，我们使用了 类型变量，它是一种特殊的变量，只用于表示类型而不是值。

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

我们给identity添加了类型变量T。 T帮助我们捕获用户传入的类型（比如：number），之后我们就可以使用这个类型。之后我们再次使用了 T当做返回值类型。现在我们可以知道参数类型与返回值类型是相同的了。这允许我们跟踪函数里使用的类型的信息。

我们把这个版本的identity函数叫做泛型，因为它可以适用于多个类型。不同于使用 any，它不会丢失信息，像第一个例子那像保持准确性，传入数值类型并返回数值类型。

我们定义了泛型函数后，可以用两种方法使用。第一种是，传入所有的参数，包含类型参数：

let output = identity<string>("myString");  // type of output will be 'string'

这里我们明确的指定了T是string类型，并做为一个参数传给函数，使用了<>括起来而不是()。

第二种方法更普遍。利用了类型推论 -- 即编译器会根据传入的参数自动地帮助我们确定T的类型：

let output = identity("myString");  // type of output will be 'string'

注意我们没必要使用尖括号（<>）来明确地传入类型；编译器可以查看myString的值，然后把T设置为它的类型。类型推论帮助我们保持代码精简和高可读性。如果编译器不能够自动地推断出类型的话，只能像上面那样明确的传入T的类型，在一些复杂的情况下，这是可能出现的。

使用泛型变量

使用泛型创建像identity这样的泛型函数时，编译器要求你在函数体必须正确的使用这个通用的类型。换句话说，你必须把这些参数当做是任意或所有类型。

看下之前identity例子：

function identity<T>(arg: T): T {
    return arg;
}

如果我们想同时打印出arg的长度。我们很可能会这样做：

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

如果这么做，编译器会报错说我们使用了arg的.length属性，但是没有地方指明arg具有这个属性。记住，这些类型变量代表的是任意类型，所以使用这个函数的人可能传入的是个数字，而数字是没有 .length属性的。

现在假设我们想操作T类型的数组而不直接是T。由于我们操作的是数组，所以.length属性是应该存在的。我们可以像创建其它数组一样创建这个数组：

function loggingIdentity<T>(arg: T[]): T[] {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

你可以这样理解loggingIdentity的类型：泛型函数loggingIdentity，接收类型参数T，和函数arg，它是个元素类型是T的数组，并返回元素类型是T的数组。如果我们传入数字数组，将返回一个数字数组，因为此时T的的类型为number。这可以让我们把泛型变量T当做类型的一部分使用，而不是整个类型，增加了灵活性。

我们也可以这样实现上面的例子：

function loggingIdentity<T>(arg: Array<T>): Array<T> {
    console.log(arg.length);  // Array has a .length, so no more error
    return arg;
}

使用过其它语言的话，你可能对这种语法已经很熟悉了。在下一节，会介绍如何创建自定义泛型像 Array<T>一样。

泛型接口

我们来到了泛型接口；让我们创建一个泛型接口来与 identities() 一起使用：

interface Identities<V, W> {
   id1: V,
   id2: W
}
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我在这里使用 V 和 W 作为类型变量来表示任何字母(或有效的字母和数字名称的组合)都是可以的——除了用于常规目的之外，它们的名称没有任何意义。

现在，我们可以将这个接口应用为 identities()的返回类型，并稍稍修改返回类型去迎合它。我们还可以 console.log 这些参数和它们的类型，以便进一步说明:

function identities<T, U> (arg1: T, arg2: U): Identities<T, U> {
   console.log(arg1 + ": " + typeof (arg1));
   console.log(arg2 + ": " + typeof (arg2));
   let identities: Identities<T, U> = {
    id1: arg1,
    id2: arg2
  };
  return identities;
}
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我们现在 identities() 所做的是将类型 T 和 U 传递到函数和 Identities 接口中，使我们能够定义与参数类型相关的返回类型。

注意:如果编译 TS 项目并查找泛型，则不会找到任何泛型。由于在 Javascript 中不支持泛型，所以在编译器生成的构建中不会看到泛型。泛型纯粹是用于编译时的开发安全网，它将确保代码的类型安全抽象。

泛型类

泛型类看上去与泛型接口差不多。泛型类使用（ <>）括起泛型类型，跟在类名后面。

class GenericNumber<T> {
    zeroValue: T;
    add: (x: T, y: T) => T;
}

let myGenericNumber = new GenericNumber<number>();
myGenericNumber.zeroValue = 0;
myGenericNumber.add = function(x, y) { return x + y; };

GenericNumber类的使用是十分直观的，并且你可能已经注意到了，没有什么去限制它只能使用number类型。也可以使用字符串或其它更复杂的类型。

let stringNumeric = new GenericNumber<string>();
stringNumeric.zeroValue = "";
stringNumeric.add = function(x, y) { return x + y; };

alert(stringNumeric.add(stringNumeric.zeroValue, "test"));

与接口一样，直接把泛型类型放在类后面，可以帮助我们确认类的所有属性都在使用相同的类型。

我们在类那节说过，类有两部分：静态部分和实例部分。泛型类指的是实例部分的类型，所以类的静态属性不能使用这个泛型类型。

泛型约束

你应该会记得之前的一个例子，我们有时候想操作某类型的一组值，并且我们知道这组值具有什么样的属性。在loggingIdentity例子中，我们想访问arg的length属性，但是编译器并不能证明每种类型都有length属性，所以就报错了。

function loggingIdentity<T>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Error: T doesn't have .length
    return arg;
}

相比于操作any所有类型，我们想要限制函数去处理任意带有.length属性的所有类型。只要传入的类型有这个属性，我们就允许，就是说至少包含这一属性。为此，我们需要列出对于T的约束要求。

为此，我们定义一个接口来描述约束条件。创建一个包含 .length属性的接口，使用这个接口和extends关键字还实现约束：

interface Lengthwise {
    length: number;
}

function loggingIdentity<T extends Lengthwise>(arg: T): T {
    console.log(arg.length);  // Now we know it has a .length property, so no more error
    return arg;
}

现在这个泛型函数被定义了约束，因此它不再是适用于任意类型：

loggingIdentity(3);  // Error, number doesn't have a .length property

我们需要传入符合约束类型的值，必须包含必须的属性：

loggingIdentity({length: 10, value: 3});

在泛型约束中使用类型参数

你可以声明一个类型参数，且它被另一个类型参数所约束。比如，

function find<T, U extends Findable<T>>(n: T, s: U) {
  // ...
}
find (giraffe, myAnimals);

在泛型里使用类类型

在 TypeScript 使用泛型创建工厂函数时，需要引用构造函数的类类型。比如，

function create<T>(c: {new(): T; }): T {
    return new c();
}

一个更高级的例子，使用原型属性推断并约束构造函数与类实例的关系。

class BeeKeeper {
    hasMask: boolean;
}

class ZooKeeper {
    nametag: string;
}

class Animal {
    numLegs: number;
}

class Bee extends Animal {
    keeper: BeeKeeper;
}

class Lion extends Animal {
    keeper: ZooKeeper;
}

function findKeeper<A extends Animal, K> (a: {new(): A;
    prototype: {keeper: K}}): K {

    return a.prototype.keeper;
}

findKeeper(Lion).nametag;  // typechecks!